在一項新的研究中，來自中國西湖大學的研究人員報道，腫瘤駐留的胞內細菌通過增強宿主細胞抵抗血液中機械壓力的強度，促進腫瘤進展期間的癌細胞存活，從而促進癌症轉移。相關研究結果於2022年4月7日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Tumor-resident intracellular microbiota promotes metastatic colonization in breast cancer”。論文通訊作者為西湖大學的蔡尚(Shang Cai)博士。

        蔡博士說，“我們的研究揭示了癌細胞的行為也受到隱藏在腫瘤內的細菌的控製，而腫瘤的大部分起初被認為是無菌的。這種細菌參與不同於大多數癌症治療藥物靶向的遺傳、表觀遺傳和代謝成分。然而，我們的研究並不意味著在癌症治療期間使用抗生素將使患者受益。因此，如何控製腫瘤內的細菌以改善未來的癌症治療仍然是一個重要的科學問題。”

        細菌在影響癌症易感性和腫瘤進展方麵發揮著關鍵作用，特別是在結直腸癌中。然而，新的證據提示著在廣泛的癌症類型中，如胰腺癌、肺癌和乳腺癌，它們也是腫瘤組織本身不可或缺的組成部分。細菌特征與癌症風險、預後和治療反應有關，但腫瘤駐留細菌在腫瘤進展中的生物學功能仍不清楚。

        這些細菌是腫瘤進展的乘客還是驅動者一直是一個有趣的問題。蔡博士說，“被細菌劫持的腫瘤細胞可能比以前認為的更常見，這突顯了了解腫瘤駐留細菌群落在癌症進展中的確切作用的廣泛臨床價值。”

        為了解決這個問題，蔡博士和他的合作者使用了一種乳腺癌MMTV-PyMT轉基因小鼠模型。他們檢測到在正常小鼠乳腺中，每克組織平均含有1.7×104個細菌，相比而言，每克乳腺腫瘤組織的細菌載量高出近10倍。腫瘤組織中的細菌密度隨著腫瘤大小的增加而保持相對穩定。這些腫瘤內細菌可以用各種方法進行培養。從腫瘤中分離出的細菌主要含有葡萄球菌、乳酸菌、腸球菌和鏈球菌。有趣的是，乳腺腫瘤組織顯示厭氧菌急劇減少，兼性厭氧菌明顯增加，這表明腫瘤中存在動態的氧微環境。這些數據共同證實了PyMT自發性腫瘤含有大量的活細菌。

        進一步的實驗表明大量腫瘤駐留細菌存在於腫瘤細胞的細胞質中，而不是存在於胞外空間，而且據估計細菌與腫瘤細胞的比例為3%。這些胞內細菌在無法滲透宿主細胞的抗生素(氨苄青黴素和慶大黴素)處理後存活下來，但在在細胞穿透性強的多西環素處理後不能存活，這表明它們是活的有機體。

        他們發現，這些細菌可以與癌細胞一起通過循環係統，在腫瘤轉移中發揮關鍵作用。具體來說，這些乘客細菌能夠調節細胞肌動蛋白網絡，並促進細胞在抵抗血液的抗機械壓力的過程中存活下來。

        蔡博士說，“我們最初對如此低豐度的細菌能夠在癌症轉移中發揮如此關鍵的作用感到驚訝。更令人吃驚的是，隻需向乳腺腫瘤注射一針細菌就能使原本很少轉移的腫瘤開始轉移。細胞內的細菌群可能是在一係列癌症類型中早期預防癌症轉移的潛在靶標，這比後期治療要好得多。”

        盡管這項新的研究揭示了腫瘤內細菌在促進癌細胞轉移定植方麵的明確作用，但是這些作者並不排除腸道微生物組和免疫係統可能與腫瘤內細菌一起作用，決定了癌症進展。在未來，進一步深入分析細菌如何入侵腫瘤細胞，細胞內細菌如何整合到宿主細胞係統中，以及含細菌的腫瘤細胞如何與免疫係統相互作用，將為在臨床上如何正確給送抗生素治療癌症提供新的見解。